儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐旨笆Ｓ嘤脱芯?/h1>
2014-04-29 00:00:00李明澤
科技與企業(yè) 2014年16期
【摘要】本文以大慶油田某區(qū)塊為例，以SII10+11a-SII15+16b共7小層為研究對(duì)象，開展儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐衷u(píng)價(jià)、合理性以及剩余油研究。在高分辨率地層格架內(nèi)，篩選反映儲(chǔ)層滲流能力的主控參數(shù)，結(jié)合模糊聚類分析方法，建立流動(dòng)單元分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并運(yùn)用判別分析、油井初期靜態(tài)分析法以及動(dòng)態(tài)示蹤劑監(jiān)測(cè)等多種方法對(duì)流動(dòng)單元?jiǎng)澐衷u(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)全區(qū)逐井流動(dòng)單元類型判別，總結(jié)全區(qū)流動(dòng)單元規(guī)律；并結(jié)合流動(dòng)單元研究揭示剩余油分布規(guī)律性。
【關(guān)鍵詞】流動(dòng)單元；聚類分析；合理性驗(yàn)證；剩余油
引言
儲(chǔ)層流動(dòng)單元是影響流體流動(dòng)巖石物理性質(zhì)和巖石特征（空間分布、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、非均質(zhì)性特征等）相近的連續(xù)儲(chǔ)集體[1]，實(shí)質(zhì)為滲流特征主導(dǎo)下精細(xì)描述的儲(chǔ)層非均質(zhì)單元[2]。
常用劃分識(shí)別流動(dòng)單元方法包括人工定性分析識(shí)別法和自動(dòng)定量識(shí)別法[3]。其中，常用自動(dòng)定量識(shí)別法包括多元統(tǒng)計(jì)法、多元統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別法、方差分析法、層內(nèi)差異法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別技術(shù)、馬氏距離法、灰色理論識(shí)別法極值法和聚類分析等方法[3]。本次研究以大慶油田某區(qū)塊為例，以SII10+11a-SII15+16b共7小層為研究對(duì)象，從研究區(qū)實(shí)際資料出發(fā)，對(duì)研究區(qū)的物性數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，運(yùn)用相控研究思想對(duì)流動(dòng)單元進(jìn)行評(píng)價(jià)劃分。
1、流動(dòng)單元參數(shù)選取及劃分識(shí)別
形成流動(dòng)單元的主要因素為沉積相，儲(chǔ)層巖石物性特征、成巖作用、及微觀孔隙結(jié)構(gòu)[4]。本研究結(jié)合區(qū)塊實(shí)際情況，盡可能選取能反映上述因素即影響流體流動(dòng)的巖石特征差異（巖性和物性特征差異）的參數(shù)。將聚類分析的結(jié)果作為學(xué)習(xí)樣本，聚類分析后，最終選出對(duì)儲(chǔ)集層流動(dòng)單元分類起主要作用的2個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)系數(shù)（φHe/Ct）和滲流系數(shù)（kgHe/μ）作為反映流動(dòng)單元類型指標(biāo)。依據(jù)存儲(chǔ)系數(shù)、滲流系數(shù)將流動(dòng)單元細(xì)分為五個(gè)類型。（表1）總體定性分類可分為：A（最好）、B（好）、C（中等）、D（差）、E（最差）5個(gè)類型，以區(qū)分流動(dòng)單元的優(yōu)劣。由以上所劃分的5種流動(dòng)單元類型可看出，每一種類型代表了與之相適應(yīng)的砂巖儲(chǔ)集層的孔滲性和儲(chǔ)存能力的好壞。
2、流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠硇则?yàn)證
2.1判別分析
驗(yàn)證所有參與聚類分析的數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)比聚類分析結(jié)果，正判率為96.9%，判別公式可行。
隨機(jī)選取100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代入判別公式，驗(yàn)證公式可行性。100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中對(duì)隨機(jī)選取的100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)利用判別公式進(jìn)行驗(yàn)證，A類流動(dòng)單元的正判率為95.4%，B類的正判率為95.16%，C類的正判率為96%，D類的正判率為97%，E類的正判率為97%，平均正判率為96.112%，表明流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠怼?/p>
2.2油井初期產(chǎn)能對(duì)比法
開發(fā)過(guò)程中，尤其是油井投產(chǎn)后，儲(chǔ)層壓力會(huì)發(fā)生變化[5]，影響產(chǎn)能分布。不同批次生產(chǎn)井中，只有初期油井產(chǎn)能可以反映儲(chǔ)層真實(shí)滲流能力[6]。不同流動(dòng)單元的單井產(chǎn)能存在差異。同一流動(dòng)單元，在射開厚度相近、射開層位相同的情況下，由于投產(chǎn)時(shí)間不同，初期產(chǎn)能存在差異[7]?？傮w趨勢(shì)是投產(chǎn)時(shí)間越早，單井產(chǎn)能越高[8]。為了保證對(duì)比的科學(xué)性，選取一批投產(chǎn)時(shí)間相同、射開厚度相近、射開層位為同一流動(dòng)單元的油井，對(duì)其初期產(chǎn)能進(jìn)行對(duì)比（圖1）。分析可知，A類流動(dòng)單元的初期產(chǎn)能明顯高于B，C和D類流動(dòng)單元，從而驗(yàn)證A類流動(dòng)單元具有更好物性。
2.3儲(chǔ)吸水狀況特征
示范區(qū)歷年吸水剖面統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，A類流動(dòng)單元的吸水能力強(qiáng)，B類、C類D類、E類流動(dòng)單元的吸水能力較差。當(dāng)注入井和采出隸屬同一流動(dòng)單元類型時(shí)，開發(fā)效果優(yōu)，見效時(shí)間低。當(dāng)同一口井不同時(shí)間單元屬于不同流動(dòng)單元同時(shí)射開并注水時(shí)，其吸水能力表現(xiàn)出明顯不同，且隨著開發(fā)推進(jìn)，層間吸水差異增大。層間吸水能力不同是注入水在各層推進(jìn)速度不同的主要原因。隨著高滲透層滲流阻力越來(lái)越小，易發(fā)生注入水沿著高滲透層突破，造成高、低滲透層層間矛盾越來(lái)越大，需注意可能出現(xiàn)低滲透層水倒灌入高滲透層[9]。
2.4井間示蹤劑法
通過(guò)井間示蹤劑實(shí)驗(yàn)，可得到注入流體的運(yùn)動(dòng)方向、推進(jìn)速度、波及情況和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等信息[10]。注劑井A對(duì)應(yīng)不同方向四口井（B、C、D、E井），并進(jìn)行連續(xù)四小層合采。但只有生產(chǎn)井B與注入井A在三個(gè)時(shí)間單元（SII10+11a、SII10+11b、SII12）上均隸屬不同流動(dòng)單元，其他示蹤劑采出井與注入井差異不大。生產(chǎn)實(shí)際中，B井示蹤劑采出時(shí)間最長(zhǎng)，推進(jìn)速度最小，受效最差，總體變化趨勢(shì)與流動(dòng)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果吻合，說(shuō)明本次研究流動(dòng)單元?jiǎng)澐挚陀^合理。
3、流動(dòng)單元對(duì)剩余油的控制作用
對(duì)于本研究區(qū)，將各類流動(dòng)單元與剩余油分布疊合。分析表明：兩者之間有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，流動(dòng)單元對(duì)剩余油有明顯控制作用。據(jù)此進(jìn)一步總結(jié)了剩余油平面分布特征。A類儲(chǔ)層流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性最好，采出程度高，剩余油飽和度低；B類流動(dòng)單元水淹程度略低于A類流動(dòng)單元，具有一定挖潛空間；C類和D類流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性一般，剩余油分布較廣，是下步剩余油挖潛的主要目標(biāo)。
4、結(jié)論及認(rèn)識(shí)
（1）劃分出5類流動(dòng)單元中，A類流動(dòng)單元是儲(chǔ)集性能最好；B類至D類流動(dòng)單元儲(chǔ)集性能逐級(jí)變差（較好，中層，較差，最差）；E類儲(chǔ)集性能最差的流動(dòng)單元。采用判別分析、隨機(jī)抽樣、井間示蹤等方法驗(yàn)證劃分結(jié)論客觀合理。
（2）對(duì)各類流動(dòng)單元與剩余油分布的疊合分析表明：兩者之間有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以此總結(jié)了剩余油分布特征。A類流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性最好，采出程度高，剩余油飽和度低；B類流動(dòng)單元儲(chǔ)層內(nèi)部物性、水淹程度略低于A類流動(dòng)單元，具有一定挖潛空間；C類和D類流動(dòng)單元儲(chǔ)層內(nèi)部物性一般，較A類B類剩余油分布較多，是下步剩余油挖潛的主要目標(biāo)。
【摘要】本文以大慶油田某區(qū)塊為例，以SII10+11a-SII15+16b共7小層為研究對(duì)象，開展儲(chǔ)層流動(dòng)單元?jiǎng)澐衷u(píng)價(jià)、合理性以及剩余油研究。在高分辨率地層格架內(nèi)，篩選反映儲(chǔ)層滲流能力的主控參數(shù)，結(jié)合模糊聚類分析方法，建立流動(dòng)單元分類評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并運(yùn)用判別分析、油井初期靜態(tài)分析法以及動(dòng)態(tài)示蹤劑監(jiān)測(cè)等多種方法對(duì)流動(dòng)單元?jiǎng)澐衷u(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)全區(qū)逐井流動(dòng)單元類型判別，總結(jié)全區(qū)流動(dòng)單元規(guī)律；并結(jié)合流動(dòng)單元研究揭示剩余油分布規(guī)律性。
【關(guān)鍵詞】流動(dòng)單元；聚類分析；合理性驗(yàn)證；剩余油
引言
儲(chǔ)層流動(dòng)單元是影響流體流動(dòng)巖石物理性質(zhì)和巖石特征（空間分布、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、非均質(zhì)性特征等）相近的連續(xù)儲(chǔ)集體[1]，實(shí)質(zhì)為滲流特征主導(dǎo)下精細(xì)描述的儲(chǔ)層非均質(zhì)單元[2]。
常用劃分識(shí)別流動(dòng)單元方法包括人工定性分析識(shí)別法和自動(dòng)定量識(shí)別法[3]。其中，常用自動(dòng)定量識(shí)別法包括多元統(tǒng)計(jì)法、多元統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別法、方差分析法、層內(nèi)差異法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別技術(shù)、馬氏距離法、灰色理論識(shí)別法極值法和聚類分析等方法[3]。本次研究以大慶油田某區(qū)塊為例，以SII10+11a-SII15+16b共7小層為研究對(duì)象，從研究區(qū)實(shí)際資料出發(fā)，對(duì)研究區(qū)的物性數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，運(yùn)用相控研究思想對(duì)流動(dòng)單元進(jìn)行評(píng)價(jià)劃分。
1、流動(dòng)單元參數(shù)選取及劃分識(shí)別
形成流動(dòng)單元的主要因素為沉積相，儲(chǔ)層巖石物性特征、成巖作用、及微觀孔隙結(jié)構(gòu)[4]。本研究結(jié)合區(qū)塊實(shí)際情況，盡可能選取能反映上述因素即影響流體流動(dòng)的巖石特征差異（巖性和物性特征差異）的參數(shù)。將聚類分析的結(jié)果作為學(xué)習(xí)樣本，聚類分析后，最終選出對(duì)儲(chǔ)集層流動(dòng)單元分類起主要作用的2個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)系數(shù)（φHe/Ct）和滲流系數(shù)（kgHe/μ）作為反映流動(dòng)單元類型指標(biāo)。依據(jù)存儲(chǔ)系數(shù)、滲流系數(shù)將流動(dòng)單元細(xì)分為五個(gè)類型。（表1）總體定性分類可分為：A（最好）、B（好）、C（中等）、D（差）、E（最差）5個(gè)類型，以區(qū)分流動(dòng)單元的優(yōu)劣。由以上所劃分的5種流動(dòng)單元類型可看出，每一種類型代表了與之相適應(yīng)的砂巖儲(chǔ)集層的孔滲性和儲(chǔ)存能力的好壞。
2、流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠硇则?yàn)證
2.1判別分析
驗(yàn)證所有參與聚類分析的數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)比聚類分析結(jié)果，正判率為96.9%，判別公式可行。
隨機(jī)選取100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代入判別公式，驗(yàn)證公式可行性。100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中對(duì)隨機(jī)選取的100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)利用判別公式進(jìn)行驗(yàn)證，A類流動(dòng)單元的正判率為95.4%，B類的正判率為95.16%，C類的正判率為96%，D類的正判率為97%，E類的正判率為97%，平均正判率為96.112%，表明流動(dòng)單元?jiǎng)澐趾侠怼?/p>
2.2油井初期產(chǎn)能對(duì)比法
開發(fā)過(guò)程中，尤其是油井投產(chǎn)后，儲(chǔ)層壓力會(huì)發(fā)生變化[5]，影響產(chǎn)能分布。不同批次生產(chǎn)井中，只有初期油井產(chǎn)能可以反映儲(chǔ)層真實(shí)滲流能力[6]。不同流動(dòng)單元的單井產(chǎn)能存在差異。同一流動(dòng)單元，在射開厚度相近、射開層位相同的情況下，由于投產(chǎn)時(shí)間不同，初期產(chǎn)能存在差異[7]?？傮w趨勢(shì)是投產(chǎn)時(shí)間越早，單井產(chǎn)能越高[8]。為了保證對(duì)比的科學(xué)性，選取一批投產(chǎn)時(shí)間相同、射開厚度相近、射開層位為同一流動(dòng)單元的油井，對(duì)其初期產(chǎn)能進(jìn)行對(duì)比（圖1）。分析可知，A類流動(dòng)單元的初期產(chǎn)能明顯高于B，C和D類流動(dòng)單元，從而驗(yàn)證A類流動(dòng)單元具有更好物性。
2.3儲(chǔ)吸水狀況特征
示范區(qū)歷年吸水剖面統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，A類流動(dòng)單元的吸水能力強(qiáng)，B類、C類D類、E類流動(dòng)單元的吸水能力較差。當(dāng)注入井和采出隸屬同一流動(dòng)單元類型時(shí)，開發(fā)效果優(yōu)，見效時(shí)間低。當(dāng)同一口井不同時(shí)間單元屬于不同流動(dòng)單元同時(shí)射開并注水時(shí)，其吸水能力表現(xiàn)出明顯不同，且隨著開發(fā)推進(jìn)，層間吸水差異增大。層間吸水能力不同是注入水在各層推進(jìn)速度不同的主要原因。隨著高滲透層滲流阻力越來(lái)越小，易發(fā)生注入水沿著高滲透層突破，造成高、低滲透層層間矛盾越來(lái)越大，需注意可能出現(xiàn)低滲透層水倒灌入高滲透層[9]。
2.4井間示蹤劑法
通過(guò)井間示蹤劑實(shí)驗(yàn)，可得到注入流體的運(yùn)動(dòng)方向、推進(jìn)速度、波及情況和儲(chǔ)層非均質(zhì)性等信息[10]。注劑井A對(duì)應(yīng)不同方向四口井（B、C、D、E井），并進(jìn)行連續(xù)四小層合采。但只有生產(chǎn)井B與注入井A在三個(gè)時(shí)間單元（SII10+11a、SII10+11b、SII12）上均隸屬不同流動(dòng)單元，其他示蹤劑采出井與注入井差異不大。生產(chǎn)實(shí)際中，B井示蹤劑采出時(shí)間最長(zhǎng)，推進(jìn)速度最小，受效最差，總體變化趨勢(shì)與流動(dòng)單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果吻合，說(shuō)明本次研究流動(dòng)單元?jiǎng)澐挚陀^合理。
3、流動(dòng)單元對(duì)剩余油的控制作用
對(duì)于本研究區(qū)，將各類流動(dòng)單元與剩余油分布疊合。分析表明：兩者之間有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，流動(dòng)單元對(duì)剩余油有明顯控制作用。據(jù)此進(jìn)一步總結(jié)了剩余油平面分布特征。A類儲(chǔ)層流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性最好，采出程度高，剩余油飽和度低；B類流動(dòng)單元水淹程度略低于A類流動(dòng)單元，具有一定挖潛空間；C類和D類流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性一般，剩余油分布較廣，是下步剩余油挖潛的主要目標(biāo)。
4、結(jié)論及認(rèn)識(shí)
（1）劃分出5類流動(dòng)單元中，A類流動(dòng)單元是儲(chǔ)集性能最好；B類至D類流動(dòng)單元儲(chǔ)集性能逐級(jí)變差（較好，中層，較差，最差）；E類儲(chǔ)集性能最差的流動(dòng)單元。采用判別分析、隨機(jī)抽樣、井間示蹤等方法驗(yàn)證劃分結(jié)論客觀合理。
（2）對(duì)各類流動(dòng)單元與剩余油分布的疊合分析表明：兩者之間有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以此總結(jié)了剩余油分布特征。A類流動(dòng)單元儲(chǔ)層物性最好，采出程度高，剩余油飽和度低；B類流動(dòng)單元儲(chǔ)層內(nèi)部物性、水淹程度略低于A類流動(dòng)單元，具有一定挖潛空間；C類和D類流動(dòng)單元儲(chǔ)層內(nèi)部物性一般，較A類B類剩余油分布較多，是下步剩余油挖潛的主要目標(biāo)。
